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Les synchrotrons de 3e génération sont des sources de rayons X extraordinairement puissantes. Ils ont permis le développement d’une nouvelle version haute résolution de la tomographie à rayons X, technique d’imagerie non destructive. Ainsi par exemple, la microstructure interne de matériaux peut être étudiée.
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1. Principe de la technique
1.1 Bases
1.1.1 Radioscopie aux rayons X
Eric MAIRE est chargé de recherche au CNRS. Il travaille dans le groupe d’études de métallurgie physique et de physique des matériaux (GEMPPM UMR 5510 CNRS INSA Lyon).
Luc SALVO est maître de conférences à l’Institut national polytechnique de Grenoble. Il est chercheur au laboratoire de génie physique et mécanique des matériaux (GPM2, UMR CNRS 5010).
Peter CLOETENS et Marco DI MICHIEL sont scientifiques à l’ESRF.
Sur la tomographie :Tomographie à rayons X [P 950] de C. Thiery et J.-L. Gerstenmayer
La radiographie aux rayons X est basée sur la loi de Beer-Lambert qui calcule, le long d’un trajet donné des rayons X au sein de la matière, le rapport entre le nombre de photons transmis N et le nombre de photons incidents N0. Comme le montre l’expression [1], ce nombre dépend du coefficient d’absorption (ou d’atténuation linéique) µ (en m−1) du matériau le long du trajet s.
( 1 )
Dans un cas général, l’absorption dépend de l’énergie des photons. Elle est faible quand l’énergie est élevée. Cela induit que la radioscopie pratiquée au synchrotron permet d’analyser des échantillons absorbants et massifs. Cela simplifie aussi la physique du problème de l’absorption car dans le cas qui nous concerne, le travail est effectué la plupart du temps en faisceau monochromatisé donc nous pourrons supposer...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - FELDKAMP (L.A.), DAVIS (L.C.), KRESS (J.W.) - * - J. Opt. Soc. Am., 1, no 6, 612-619 (1984).
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(2) - CLOETENS (P.), LUDWIG (W.), GUIGAY (J.P.), BARUCHEL (J.), SCHLENKER (M.), VAN DYCK (D.) - Phase contrast tomography - . In : X-ray tomography in materials science. Baruchel, Buffière, Maire, Merle et Peix (éd.), p. 115-125, Hermès (2000).
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(3) - CLOETENS (P.), PATEYRON-SALOMÉ (M.), BUFFIÈRE (J.-Y.), PEIX (G.), BARUCHEL (J.), PEYRIN (F.), SCHLENKER (M.) - * - J. Appl. Phys., 81, 9 (1997).
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(4) - NUZZO (S.), PEYRIN (F.), CLOETENS (P.), BARUCHEL (J.), BOIVIN (G.) - Quantification of the degree of mineralization of bone in three dimensions using synchrotron radiation micro-tomography - . Med. Phys., 29, 2672-2681 (2002).
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(5) - DOWKER (S.E.P.), ELLIOTT (J.C.), DAVIS (G.R.), WILSON (R.M.), CLOETENS (P.) - Synchrotron X-ray microtomographic investigation of mineral concentrations at µm-scale in sound and carious enamel - . Caries Research (2004).
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